本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種基于視覺定位和跟隨的方法、裝置及終端設備和機器人。

背景技術：

醫用機器人在健康預防、疾病診療、康復及醫療服務等領域有獨特優勢，發展潛力巨大。將自主定位和跟隨功能與醫用機器人結合，可以更好的看護對象。目前通常使用的自動跟隨方法是，根據紅外線傳感器接收的信號來計算被跟隨對象和跟隨裝置的位置關系。

然而，現有的自動跟隨方法會受到其他紅外信號的干擾，無法準確跟隨，并且由于紅外傳輸距離有限，導致跟隨距離的范圍小

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種基于視覺定位和跟隨的方法、裝置及終端設備和機器人，旨在解決現有的自動跟隨方法會受到其他紅外信號的干擾，無法準確跟隨，并且由于紅外傳輸距離有限，導致跟隨距離的范圍小的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種基于視覺定位和跟隨的方法，用于實現機器人跟隨預設對象移動，所述方法包括：

若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息。

根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線。

按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。

本發明實施例的第二方面提供了一種基于視覺定位和跟隨的裝置，用于實現機器人跟隨預設對象移動，所述裝置包括：

預設對象位置獲取模塊，用于若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息。

跟隨路線獲取模塊，用于根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線。

跟隨移動模塊，用于按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。

本發明實施例的第三方面提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現以下步驟：

若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息；

根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線；

按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。

本發明實施例的第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現以下步驟：

若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息；

根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線；

按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。

本發明實施例的第五方面提供了一種機器人，包括上述基于視覺定位和跟隨的裝置，以執行上述基于視覺定位和跟隨的方法，還包括上述的終端設備以及上述的計算機可讀存儲介質。

本發明實施例與現有技術相比存在的有益效果是：通過若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息，并根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線，然后按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。本發明實施例能實現機器人的自主定位和跟隨預設對象移動，簡單易實現。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的一個實施例提供的一種基于視覺定位和跟隨的方法的實現流程圖；

圖2是本發明的一個實施例提供的圖1中步驟s102的實現流程圖；

圖3是本發明的一個實施例提供的圖1中步驟s103的實現流程圖；

圖4是本發明的一個實施例提供的一種基于視覺定位和跟隨的裝置的結構框圖；

圖5是本發明的一個實施例提供的圖4中跟隨路線獲取模塊的結構框圖；

圖6是本發明的一個實施例提供的圖4中跟隨移動模塊的結構框圖。

具體實施方式

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為了說明本發明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。

如圖1所示，為本發明的一個實施例提供的一種基于視覺定位和跟隨的方法，用于實現機器人跟隨預設對象移動，所述方法包括：

步驟s101，若當前處于預設空間環境，則獲取預設對象的當前位置信息。

步驟s102，根據當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線。

步驟s103，按照跟隨路線，跟隨預設對象移動。

在一個實施例中，步驟s101之前，所述方法還包括：預先獲取預設空間環境的圖像信息，通過預設建模算法對所述圖像信息進行建模，得到預設空間環境地圖。

在具體應用中，采用攝像裝置獲取預設空間環境的圖像信息。

在一個實施例中，預設建模算法為視覺slam(simultaneouslocalizationandmapping，即時定位與地圖構建)算法。

視覺slam算法可以描述為:機器人在未知環境中從一個未知位置開始移動，在移動過程中根據位置估計和地圖進行自身定位，同時在自身定位的基礎上建造增量式地圖，實現機器人的自主定位和導航。

在一個實施例中，步驟s101還包括：根據攝像裝置拍攝的預設對象的圖像獲取預設對象的當前位置信息。

在具體應用中，攝像裝置安裝在機器人上，可以利用對焦原理得到預設對象與機器人的距離，根據攝像裝置移動的角度得到預設對象與機器人的位置夾角。

在一個實施例中，步驟s102還包括：

1)通過預設建模算法獲取自身位置信息。

2)根據預設對象的當前位置信息以及自身位置信息，得到與預設對象的位置關系。

3)根據位置關系和預設空間環境地圖，生成待跟隨路線。

在一個實施例中，所述位置關系包括機器人與預設對象之間的距離和角度。

以一個具體應用場景為例，機器人在某個房間內跟隨需要看護的對象，則此看護對象即為預設對象，此房間內部環境即為預設空間環境，利用機器人上安裝的攝像頭獲取房間內部環境的圖像，機器人根據獲取的圖像，利用視覺slam算法生成地圖，然后根據攝像頭拍攝的看護對象的圖像獲取其在房間內的當前位置，利用視覺slam算法得到機器人的自身位置，從而生成待跟隨路線。

本發明實施例通過若當前處于預設空間環境，則獲取預設對象的當前位置信息，并根據當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線，然后按照跟隨路線，跟隨預設對象移動。本發明實施例能實現機器人的自主定位和跟隨預設對象移動，簡單易實現。將本發明實施例應用于醫用機器人，不僅能夠檢測看護對象的健康狀態，得出相應的診斷結果，送藥給指定對象，還可以隨時跟隨看護對象，可代替保姆或護士的部分工作。

如圖1所示，在本發明的一個實施例中，所述基于視覺定位和跟隨的方法還包括：

步驟s104，獲取預設對象的狀態信息。

步驟s105，根據狀態信息，判斷預設對象的狀態是否正常。

步驟s106，若狀態正常，則繼續跟隨預設對象移動。

步驟s107，若狀態異常，則發出報警信號。

在具體應用中，步驟s104中利用攝像裝置獲取預設對象的狀態信息。

在具體應用中，預設對象的正常狀態包括在一定時間段內完成動作，例如坐下、站立、行走或彎腰等動作。預設對象的異常狀態包括摔倒等特定動作，還可以包括超過預設時長后預設對象一直保持某個預設動作，例如在很長時間內一直保持躺臥或某個特定姿勢。

在一個實施例中，步驟s106中，若狀態正常，則與預設對象保持預設距離并跟隨其移動。預設距離可以為一個長度范圍，例如，保持1米至2米的距離。

如圖2所示，在本發明的一個實施例中，圖1所對應的實施例中的步驟s102具體包括：

步驟s201，根據預設空間環境地圖，獲取預設空間環境中的障礙物的位置。

步驟s202，在預設空間環境地圖中標注障礙物的位置，生成障礙物標注。

步驟s203，根據障礙物標注和預設對象的位置信息，生成避開障礙物所在位置的跟隨路線。

本發明實施例實現了機器人避障，提高安全性。

如圖3所示，在本發明的一個實施例中，圖1所對應的實施例中的步驟s103具體包括：

步驟s301，按照跟隨路線，以預設移動速度跟隨預設對象移動。

步驟s302，在跟隨移動過程中，檢測與預設對象之間的距離。

步驟s303，若距離小于或等于預設的最小距離，則停止移動。

步驟s304，若距離大于預設的最大距離時，則提高移動速度。

在一個實施例中，若距離大于等于最小距離并小于等于最大距離，則降低移動速度。

在具體應用中，設定與所述距離呈比例的速度系數，移動速度按照預設速度乘以速度系數調整。

本發明實施例實現了機器人根據與預設對象的距離，自動調整移動速度，以更好的跟隨預設對象。

應理解，上述實施例中各步驟的序號的大小并不意味著執行順序的先后，各過程的執行順序應以其功能和內在邏輯確定，而不應對本發明實施例的實施過程構成任何限定。

如圖4所示，本發明的一個實施例提供的一種基于視覺定位和跟隨的裝置100，用于執行圖1所對應的實施例中的方法步驟，其包括：

預設對象位置獲取模塊110，用于若當前處于預設空間環境，則獲取所述預設對象的當前位置信息。

跟隨路線獲取模塊120，用于根據所述當前位置信息和預設空間環境地圖，生成跟隨路線。

跟隨移動模塊130，用于按照所述跟隨路線，跟隨所述預設對象移動。

如圖4所示，在本發明的一個實施例中，基于視覺定位和跟隨的裝置100，用于執行圖1所對應的實施例中的方法步驟，其還包括：

預設對象狀態獲取模塊140，用于獲取所述預設對象的狀態信息。

預設對象狀態判斷模塊150，用于根據所述狀態信息，判斷所述預設對象的狀態是否正常。

第一執行模塊160，用于若所述狀態正常，則繼續跟隨所述預設對象移動。

第二執行模塊170，用于若所述狀態異常，則發出報警信號。

在一個實施例中，基于視覺定位和跟隨的裝置100還包括地圖獲取模塊，用于預先獲取預設空間環境的圖像信息，通過預設建模算法對所述圖像信息進行建模，得到預設空間環境地圖。

在具體應用中，采用攝像裝置獲取預設空間環境的圖像信息。

在一個實施例中，預設建模算法為視覺slam算法。

在一個實施例中，預設對象位置獲取模塊110還包括攝像單元，用于根據攝像裝置拍攝的預設對象的圖像獲取預設對象的當前位置信息。

在一個實施例中，跟隨路線獲取模塊120還包括：

自身位置獲取單元，用于通過預設建模算法獲取自身位置信息。

位置關系獲取單元，用于根據預設對象的當前位置信息以及自身位置信息，得到與預設對象的位置關系。

路線生成單元，用于根據位置關系和預設空間環境地圖，生成待跟隨路線。

在一個實施例中，所述位置關系包括機器人與預設對象之間的距離和角度。

如圖5所示，在本發明的一個實施例中，圖4所對應的實施例中的跟隨路線獲取模塊120還包括用于執行圖2所對應的實施例中的方法步驟的結構，其包括：

障礙物位置獲取單元121，用于根據所述預設空間環境地圖，獲取所述預設空間環境中的障礙物的位置。

障礙物標注獲取單元122，用于在所述預設空間環境地圖中標注所述障礙物的位置，生成障礙物標注。

避障單元123，用于根據所述障礙物標注和所述預設對象的位置信息，生成避開所述障礙物所在位置的跟隨路線。

如圖6所示，在本發明的一個實施例中，圖4所對應的實施例中的跟隨移動模塊130還包括用于執行圖3所對應的實施例中的方法步驟的結構，其包括：

速度限定單元131，用于按照所述跟隨路線，以預設移動速度跟隨所述預設對象移動。

距離檢測單元132，用于在跟隨移動過程中，檢測與所述預設對象之間的距離。

第一執行單元133，用于若所述距離小于或等于預設的最小距離，則停止移動。

第二執行單元134，用于若所述距離大于預設的最大距離時，則提高移動速度。

在一個實施例中，跟隨移動模塊130還包括第三執行單元，用于若距離大于等于最小距離并小于等于最大距離，則降低移動速度。

在具體應用中，設定與所述距離呈比例的速度系數，移動速度按照預設速度乘以速度系數調整。

本發明實施例還提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執行計算機程序時實現如圖1所示的實施例中的方法步驟：

步驟s201，根據預設空間環境地圖，獲取預設空間環境中的障礙物的位置。

步驟s202，在預設空間環境地圖中標注障礙物的位置，生成障礙物標注。

步驟s203，根據障礙物標注和預設對象的位置信息，生成避開障礙物所在位置的跟隨路線。

步驟s104，獲取預設對象的狀態信息。

步驟s105，根據狀態信息，判斷預設對象的狀態是否正常。

步驟s106，若狀態正常，則繼續跟隨預設對象移動。

步驟s107，若狀態異常，則發出報警信號。

在一個實施例中，終端設備中的處理器還用于執行圖2和圖3所對應的實施例中的方法步驟。

在一個實施例中，處理器還用于執行以下步驟：預先獲取預設空間環境的圖像信息，通過預設建模算法對所述圖像信息進行建模，得到預設空間環境地圖。

在一個實施例中，預設建模算法為視覺slam算法。

在一個實施例中，處理器還用于執行以下步驟：根據攝像裝置拍攝的預設對象的圖像獲取預設對象的當前位置信息。

在一個實施例中，處理器還用于執行以下步驟：

1)通過預設建模算法獲取自身位置信息。

2)根據預設對象的當前位置信息以及自身位置信息，得到與預設對象的位置關系。

3)根據位置關系和預設空間環境地圖，生成待跟隨路線。

在一個實施例中，所述位置關系包括機器人與預設對象之間的距離和角度。

本發明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現如圖1所示的實施例中的方法步驟：

步驟s201，根據預設空間環境地圖，獲取預設空間環境中的障礙物的位置。

步驟s202，在預設空間環境地圖中標注障礙物的位置，生成障礙物標注。

步驟s203，根據障礙物標注和預設對象的位置信息，生成避開障礙物所在位置的跟隨路線。

步驟s104，獲取預設對象的狀態信息。

步驟s105，根據狀態信息，判斷預設對象的狀態是否正常。

步驟s106，若狀態正常，則繼續跟隨預設對象移動。

步驟s107，若狀態異常，則發出報警信號。

在一個實施例中，計算機可讀存儲介質中存儲的計算機程序被處理器執行時實現圖2和圖3所對應的實施例中的方法步驟。

在一個實施例中，計算機可讀存儲介質中存儲的計算機程序被處理器執行時實現以下步驟：預先獲取預設空間環境的圖像信息，通過預設建模算法對所述圖像信息進行建模，得到預設空間環境地圖。

在一個實施例中，預設建模算法為視覺slam算法。

在一個實施例中，計算機可讀存儲介質中存儲的計算機程序被處理器執行時實現以下步驟：根據攝像裝置拍攝的預設對象的圖像獲取預設對象的當前位置信息。

在一個實施例中，計算機可讀存儲介質中存儲的計算機程序被處理器執行時實現以下步驟：

1)通過預設建模算法獲取自身位置信息。

2)根據預設對象的當前位置信息以及自身位置信息，得到與預設對象的位置關系。

3)根據位置關系和預設空間環境地圖，生成待跟隨路線。

在一個實施例中，所述位置關系包括機器人與預設對象之間的距離和角度。

本發明實施例還提供了一種機器人，包括上述實施例中的基于視覺定位和跟隨的裝置100，以執行上述實施例中的基于視覺定位和跟隨的方法，還包括上述實施例中的終端設備以及上述實施例中的計算機可讀存儲介質。

本發明所有實施例中的模塊或單元，可以通過通用集成電路，例如cpu(centralprocessingunit，中央處理器)，或通過asic(applicationspecificintegratedcircuit，專用集成電路)來實現。

本發明實施例方法中的步驟可以根據實際需要進行順序調整、合并和刪減。

本發明實施例系統中的模塊或單元可以根據實際需要進行合并、劃分和刪減。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機存儲記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。